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绿色建筑节能设计探析(4篇)

绿色建筑节能设计探析(4篇)

第一篇:绿色建筑中节能设计探析 

0.引言

随着全世界人口的不断增多,大量的资源被开发利用,导致了全球范围的能源危机和环境污染。人类想要长久生存下去,必须坚持与环境和谐共生,节约能源、合理开发资源成为当今时代世界共同的话题,世界人民共同肩负着保护环境和节约能源的责任。经济的发展,为人类创造了文明,同时建筑也在经济发展中实现了规模空前扩大。建筑工程的发展离不开地球能源和资源的支持,但建筑的开发给自然环境和社会环境带来了巨大影响。面临资源过度开发,建筑产业对资源消耗还在进一步的恶化,寻找既能实现人类居住需求又能节约资源的新的建筑类型刻不容缓。绿色节能建筑的诞生为新时代建筑开发和能源利用指明了方向。

1.绿色建筑与节能设计概述

1.1绿色建筑界定方法

目前,国内外对绿色建筑的界定标准不尽相同,如美国采用的LEED标准、日本采用的CASBEE标准,澳大利亚运用的NABERS绿色建筑评价标准,根据国家技术水平、战略目标等的不同,各有各的特点。我国在绿色建筑界定方法上,依据国家相关绿色建筑的标准评定,将绿色建筑核心定义为建筑全生命周期内最大限度地节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间、与自然和谐共生的建筑。

1.2建筑节能设计发展概况

据前瞻性产业研究院《2013-2017年中国智能建筑行业市场前景与投资战略规划分析报告》中数据显示:我国建筑能耗约占社会总能耗的33%,建筑能耗已成为我国经济发展的软肋。高耗能建筑比例大,加剧能源危机。我国目前处于建设鼎旺时期,每年建成的房屋面积高达16~20亿平方米,超过所有发达国家年建成建筑面积的总和,而97%以上是高能耗建筑,单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2~3倍。如此高速建设,如不开始注重建筑节能将直接加剧能源危机。我国的节能状况落后,急需改革。相比70年代就已开始研究推行建筑节能技术的发达国家,我国建筑节能水平远远落后。因此建筑节能是我国建筑发展的必然趋势,绿色建筑的发展,建筑节能设计的推进也迫在眉睫。

2.绿色建筑节能设计几项原则

2.1节约能源,提高资源利用率

绿色建筑从其诞生的意义上来讲,作为保护环境、节约资源的新时代产物,必须要达到高效利用资源,或开发新型可再生能源,因此引导设计师树立生态节能的理念,合理节省和利用能源显得尤为重要。

2.2尊重自然,保护环境

建筑的开发和使用会直接对周围环境产生影响,绿色建筑设计应尊重自然、重视节能环保,从初始阶段就开始全方位的考虑建筑与外部环境的关系,充分利用自然资源,根据地域的气候和自然特点进行设计,并在设计中重点加强节能设计。

2.3以人为本,和谐发展

现代建筑设计追求使用舒适、无危害健康元素。绿色建筑的设计在保护环境,与环境相融合的同时要兼顾使用舒适度,比如考虑建筑的规模、通风、采光、隔声、保温、隔热等因素,同时在视觉舒适感方面也要合理设计,并且应该具有较强的适应性、可变性,可持续发展,达到以人为本、和谐发展,健康、适用、高效的目的。

3.主要节能设计方法

在当前绿色建筑设计工作中存在一些现象,设计只是按规范条款逐项逐条的常规设计,或是边做设计边贴绿色标签,甚至是先设计后贴标签的机械式设计,这违背了绿色建筑设计的初衷。绿色建筑应是在设计的起始阶段就植入绿色基因,简言之就是“策略大于指标,内在优于外在,系统优于片段”2015年9月,在“绿色建筑设计与运营技术”论坛上,中国建设科技集团董事长修龙提出:“寻找适合当地自然和人文环境的建筑特色为追求,以自然节俭为设计策略,以常识为设计基点,以适宜的先进技术应用为手段,创造环境友好型的人居环境”是绿色建筑性能设计的重要体现。绿色建筑关键是节能,节能设计方法应遵循以下方法:

3.1绿色建筑整体设计

整体设计是绿色建筑设计的重要设计方法,该设计方法考虑到各个阶段建筑所需要考虑的外在环境、内在环境的影响,以使得建筑实现延长建筑寿命的目的。整体设计法通过建筑选址、周围环境布置和整体设计等方面来完成的。具体如下:

(1)合理的选址

随着人口众多,人均面积的减少,土地资源越来越珍贵,建筑要合理利用每一寸土地。建筑选址时要考虑当地的气候情况、交通状况、人文地理情况等,做到合理布局,同时又能使得建筑物通风和光线充足。

(2)周围环境布置

建筑设计时要考虑到周围环境,周围环境对节能有着很大的影响,合理的布置周围环境能够避免能源浪费。比如合理的种植树木、花草能够有效保持土壤的湿润和空气的清新。合理的调配环境,能够使得水资源合理循环利用,降低水的消耗,达到节约能源的作用。

(3)合理的整体设计

通常合理的整体设计能够有效利用大自然能源如阳光、风、雨等来服务绿色建筑。整体设计在我国绿建上使用比较丰富,如我国南方地区夏热多雨且风向为东南风,冬常常伴有有西北风,南方许多住宅小区层数较低的通常建于城市的南面,对于层高较高的高程建筑通常置于北面,这样布置能够实现冬季保温和夏季清凉,有效的节约了能源。

3.2建筑围护结构设计

建筑围护结构是指建筑的屋面、外墙、门窗等,通常围护结构能够对建筑内的空气质量、温度变化、光线质量、舒适程度等有一定影响,大量检测结果证实,建筑围护消耗能源占到建筑总能耗60%以上,对围护结构实施保温防护处理,投资约占能源价格的6%左右,但可节约能源达到35%。所以,合理的围护结构节能设计能够有效的提高绿色建筑节能效率。围护结构的节能设计可以通过提高和改善围护结构的热工性能来实现,例如通过真空玻璃技术或外墙内、外保温、复合保温和外墙自保温等形式提高外墙面的热工性能;采用新型的屋面保温材料和利用种植屋面来提高屋面的保温隔热性能;外遮阳对降低建筑能耗、提高室内居住舒适性有显著的效果,遮阳方案的设计应该考虑太阳辐射强度随地点、日期、时间变化的特点选择最佳方案,调整遮阳的效果。另外,地面的热工性能对室内气温也有较大的影响。良好的建筑楼地面构造设计,不但可以提高舒适度,还有利于建筑的节能。窗墙面积比也是影响建筑能耗的重要因素,其设定要兼顾保温隔热及采光等方面。

3.3绿色能源、绿色建材的应用

太阳能、地热能、风能等作为无污染、可再生的清洁能源,不仅分布广泛,而且对环境危害极小,是绿色建筑能源的最佳选择,充分利用这些资源不仅可以保护环境,还能避免对不可再生能源的过度开发。例如,目前国内外经常采用的被动式采暖、太阳能热水器、太阳能pv系统等都是充分利用这种绿色能源的结果。通过实现建筑自然通风、自然采光、土壤蓄热蓄冷等来减少建筑制冷、采暖和照明的能耗量。绿色建筑设计应尽量做到建筑造型要素简约,无大量装饰性构件;建筑室内采用灵活隔断,尽量减少重新装修时的材料浪费和垃圾产生;同时尽量采用资源消耗低和环境影响小的建筑结构体系;建筑结构材料合理采用高性能绿色建筑材料。目前国内利用工业废渣研制出来的高性能水泥,具有强度高、耐久性优异、环境负荷低等特点,且能大幅降低水泥熟料的用量。利用废橡胶制成的橡胶混凝土也是一种新型的绿色建材,不仅具有良好的减震降噪、隔热隔声效果,还具有良好的延性与韧性。国内外绿色建材品种还有混凝土砌块、加气混凝土、纸面石膏板、GRC条板、硅钙秸秆轻体墙板、喷涂聚脲弹性体、纸蜂窝石膏板隔断墙等,设计师在进行设计时应该灵活采用。愷正如崔院士所说:1少拆除多利用,延长建筑使用寿命是最大的节能环保。2.少人工多天然,适宜技术的应用是应推广的节能标准。3.少扩张多省地,节地是最长久的节能环保。4.少装饰多生态:引导健康的生活方式是最人性化的节能环保。这几句话总结了绿色建筑节能设计的关键所在。

4.绿色建筑案例

清华大学节能楼是我国首座节能楼,该节能楼运用了国内先进的节能设计,多项设计在国际上都占有领先地位。比如,该节能楼内部的水循环系统,布置科学合理,不仅供给了水源,更巧妙的降低室内温度,起到了空调的作用效果,实现节约能源30%以上;该节能楼运用的绿色建筑整体设计、围护结构合理设计、绿色能源利用设计等,综合体现了节能环保的主题。同时该节能楼的人性化设计,如自动开关电源感应、雨水自动收集系统等,有效地利用了现代高科技和自然资源,该节能示范楼是绿色建筑节能设计的典范,有待后人观摩学习并改进。

5.结语

绿色节能设计为建筑设计增添了新的设计理念,它以节能、环保的双重概念重新定义了建筑类型。绿色节能设计遵循着低环境效应、以人为本、和谐发展和舒适清新的可持续发展原则,对建筑进行设计,本论文结合了整体设计方法、建筑围护结构设计法和充分利用可再生能源设计法,阐述了绿色建筑设计的实现途径,并引用绿色建筑实例,体现了当今绿色节能建筑的优越性。绿色节能设计作为一种新的设计思维,必将在未来建筑设计中广泛运用,同时绿色节能设计还需要进一步拓展,以实现为人类社会创建美好的生存空间。

作者:秦晓梅 单位:山西省晋中市建筑勘察设计院

第二篇:绿色建筑与建筑节能设计 

随着社会经济的快速发展和城市化建设水平的不断提高,我国的建筑行业发展迅速,取得了辉煌的成就,但与此同时,建筑行业面临的市场竞争越来越激烈,如何提高自身的竞争力,已经成为建筑企业关系的重要问题,而发展绿色节能建筑是提高市场竞争力的一个重要手段,并且随着人们生活水平的不断提高,人们对生活环境提出了更高的要求,再加上国家建设资源节约型和环境友好型社会的号召,发展绿色节能建筑也是建筑行业顺应时展潮流的必然选择。鉴于此,本文对这一课题的研究具有十分重要的现实意义。

一、绿色建筑与建筑节能综述

建筑行业属于一个高耗能的行业,并且建筑业消耗的能源大部分都是不可再生的。目前建筑业的快速发展,进一步加剧了我国资源紧张的情况,并且对环境的污染程度也非常严重,因此,发展绿色节能建筑势在必行。在进行绿色建筑与建筑节能设计这个课题研究之前,我们首先来看一下两者的具体含义。所谓的绿色建筑就是指在建筑全寿命周期内,将资源的耗用量降到最低,并可以减少污染,保护环境,为人们提供舒适、便捷、高质量的居住空间的建筑物,绿色建筑建设的最终目的就是实现经济效益、生态效益和社会效益的统一。建筑节能就是指在建筑全寿命周期内,通过各种有效的节能技术和措施将建筑的耗能量降到最低。总之,在当前的社会发展形势下,发展绿色节能建筑是建筑行业发展的必然趋势。

二、绿色建筑的评价标准和要求

(一)绿色建筑的评价标准

绿色建筑和节能建筑是一个不同的概念,绿色建筑是节能建筑的发展和进步,意义远远大于节能建筑。《绿色建筑评价标准》是以绿色建筑作为评价对象,用星级绿色建筑评价标识来评估建筑物绿色节能性的一个评价体系,这一标准体系的实施,将绿色建筑的概念具体化,推动了绿色建筑真正的走入实践,对绿色建筑的发展起着非常重要的作用。

(二)绿色建筑评价的要求

绿色建筑评价包括以下几个方面的要求:1.节地与室外环境。节约土地资源是绿色节能建筑的基本要求,对于这部分的要求主要包括建筑对自然环境的影响、建筑场地的选着、废弃场地的利用等方面。2.节能和能源利用。这部分的要求是最大限度的提高建筑物的综合节能效率和可再生资源的利用率。3.节水和水资源的利用。这一点要求建筑单位要综合利用各种有效的措施来提高水资源的利用效率,如雨水收集装置、废水再利用装置等。4.节材和材料资源的利用。这一点要求主要是指提高建筑材料的使用效率,充分利用可再生的建筑材料,减少高能耗建筑材料的使用的比例等。5.室内环境质量的要求。建筑的主要目的就是为人们提供一个良好的居住环境,特别是优质的室内居住环境,对于室内环境的要求主要是采光、通风、抗噪声能力等。6.运营管理的要求。对于这个方面的要求就是指正确处理用户、建筑和自然环境这三者之间的关系,达到人与自然的和谐统一,提高用户的满意度。

三、建筑节能的主要方式和基本特征

在狭义上来说,建筑节能设计的方式主要分为两个方面:一方面,主动式节能设计方式。主动式的节能方式就是指在建筑的运营阶段由于使用了高能效的设备而使建筑用能减少。另一方面,被动式节能设计方式。这种方式是指将建设设备之间去除,而是利用现有的自然环境来达到降低建筑耗能目的的节能方式。这两种节能方式都可以有效的减低建筑耗能量,但各自所使用的措施有所不同。另外,在建筑节能设计时,还需要特别注意两个方面的特征:一是充分考虑地域性差异,二是提高对过程控制的重视程度。在建筑节能设计中需要充分考虑地域性差异,主要是因为在不同的地区,由于各种外在环境的不同,使认人们的生活方式也存在很大的不同,从而对建筑的形式也提出了不一样的要求。过程控制的主要目的是在满足人们基本要求的基础上尽量将耗能控制到最低的水平。

四、绿色建筑节能设计存在的问题以及建筑节能技术措施

(一)绿色建筑节能设计中存在的主要问题

目前,虽然建筑行业已经认识到发展绿色节能建筑的重要性,但是,在实际的建筑节能设计中还存在很多问题,严重降低了建筑节能的水平,这些问题主要表现在以下几个方面:

1.很多设计师缺乏良好的设计习惯,仍然沿用传统的建筑设计理念和思路,缺乏对绿色建筑节能设计的主动性,只是硬性的将绿色建筑节能技术进行拼接,而没能很好的考虑各种技术的实用性和可行性,从而导致整体的建筑节能设计质量较差。

2.在设计绿色节能建筑时,很多设计师存在对高效能设备盲目叠加的问题,导致设备投入的数量和建筑实际所需要的服务不相匹配,甚至还会出现耗能增加的情况。

3.很多设计师在设计的过程中缺乏对当地地域特色和气候环境等因素的思考,导致建筑物出现千篇一律的情况,并且和当地的气候条件不协调,在这种情况下,根本不可能出现高质量的绿色节能建筑。

(二)绿色建筑节能技术措施

1.重视对太阳能的利用。将太阳能资源运用在建筑当中,具有十分重要的意义,可以有效提高建筑的节能性。太阳能是一种清洁可再生的能源,不仅资源丰富,并且对环境不会产生任何污染。目前,对太阳能的利用主要有两种形式,即太阳能集热板集热和太阳能光伏发电,随着技术的不断发展和进步,这两种技术都得到了一定的应用。

2.冰蓄冷中央空调系统。这种技术主要是在用电低峰期将冷量以冰的形式储存起来,这样可以减少在用电高峰期的用电量,从而可以节省大量的电费。另外,变频技术的应用也十分重要,变频技术的应用可以将建筑物的整体节能效果提升到35%左右,应用在空调系统当中具有重要意义。同时,还可以考虑使用辐射制冷供暖系统加置换式通风系统,这个系统属于一种全新的空调方式,不仅可以为人们提供更加的舒适的居住环境,使室内空气清洁,并且还具有良好的节能效果。

3.利用地源热泵技术。在绿色节能建筑当中,地源热泵技术的应用非常重要,这个系统不仅为整个建筑制冷供暖,而且还要为用户提供热水,如果使用常规系统的话,会消耗大量的能源,但是使用地源热泵所消耗的能源仅为常规系统的30%左右,因此,重视对地源热泵技术的应用是十分必要的。

五、结语:

总而言之,建筑行业作为一个高耗能、高污染的行业,加强绿色节能设计至关重要,不仅有利于为人们提供一个优质的生活环境,而且有利于推动建筑行业的可持续发展。因此,建筑行业应该进一步提高对绿色节能建筑的重视程度,积极利用各种先进的技术手段和措施来提高建筑的使用效能,只有这样,才能实现三个效益的统一,促进我国建筑行业更快更好的发展。

作者:王宵阳 单位:长春建筑学院

第三篇:绿色建筑节能设计发展与应用

1绿色建筑及绿色建筑节能设计的内涵

绿色节能建筑不仅具有绿色建筑的特征,还有节约能源、节约资源的功能。绿色建筑节能设计是一种崭新的设计理念,它强调使用本地材料,符合当地自然环境,体现地域文化特色。随着资源环境问题的日益突出,绿色建筑节能设计是现代建筑设计的发展趋势,被广泛应用于建筑设计的各个领域。绿色建筑有三大要素及三大益。

2绿色建筑节能设计的基本原则

2.1和谐原则

这是进行绿色建筑设计的首要原则,在进行绿色建筑节能设计的时候要全面的考虑到施工对于四周环境的影响,在详细把握和了解施工场地各种自然条件、社会条件的基础上开展绿色节能设计,保证建筑物的性能固然重要,但是同时不能忽略施工场地的生态环境,要对其进行保护,谋求工程施工与自然环境的和谐统一。

2.2节约原则

节约原则力求通过最少的成本投入换取工程施工的最大回报,具体来说就是在进行绿色建筑设计的时候尽可能就地取材,建筑材料最好要从施工当地选取,将建筑材料的功效发挥到最大,节约能源资源,降低能源消耗,实现建筑施工各方面的效益。

2.3舒适性原则

人们的收入水平实现了质的飞跃,无论是生活环境,还是工作场所,人们都希望它们是舒适的,这样会愉悦人们的身心,提高工作效率,因此,高层建筑在建造的时候要想到这一点,提高室内和室外环境的舒适程度,这就需要利用发达的科学技术,在高层建筑的通风、采光、供暖等各个方面下足功夫,为居民提供一个舒适的生活环境,在正式的施工过程中要使用无污染的施工材料,不要使用那些没有质量标准的材料,这样会造成大量的浪费和污染。

3绿色建筑节能设计的方法策略

3.1绿色建筑整体设计

对于绿色建筑设计来说,其最为关键的一个环节就是对建筑的整体设计,而且实现建筑节能环保的重要切入点也是做好对建筑物整体的设计,一旦在进行建筑选址的时候发生些许的错误,当建筑物建成之后就会带来诸多的麻烦甚至是难以估量的损失和后果,所以,在进行绿色建筑整体设计的时候要遵循科学合理的原则,从建筑物的选址、外部环境设计以及建筑整体设计等几个方面着手,力求实现建筑物的节能环保。

3.1.1选择合理的建筑地址。

虽然我国幅员辽阔,土地资源总量在世界范围内屈指可数,但是由于我国的人口数量较多,所以人均土地资源占有量是很少的,同时,农业用地和工业用地之间的矛盾也越来越突出和尖锐,对此,在进行建筑选址的时候要注意到对土地资源的合理利用,加大对自然资源的最大化利用,对建筑物的朝向和规模进行合理的安排,在采光、通风方面做到最好。

3.1.2合理进行外部环境设计。

影响建筑物能源消耗量的不仅仅是建筑本身及其构件,附近的环境也是不容忽视的影响因素,举例来说,如果能够将一定数量的植被、花草或者水体布置在建筑周遭,将会实现对环境的美化,减轻热岛效应带来的不利影响,对此,设计单位应该加大建筑施工区域的植被覆盖率,为了加大对雨水的回收利用,应该设置储水池,实现人与自然的和谐发展,为居民创造一个宜家宜居的生存环境。

3.1.3科学进行建筑整体设计。

在绿色建筑设计时,要充分利用夏季主导风向、避免冬季不利风向。

3.2绿色建筑围护结构设计

门窗、屋顶以及墙壁是建筑物围护结构的主要组成部分,围护结构主要负责对建筑物的保温与隔热,并且对建筑物的能源消耗量、室内的环境质量、房屋的舒适程度等各个方面有着直接的影响。实际数据证明,建筑物外墙的能源消耗量占到整个建筑物能源消耗量的百分之四十,而改善各种维护结构的节能性能占总投资额的百分之五,节约能源可以占到百分之三十的比例。不难发现,绿色建筑设计中,对围护结构保温隔热性能的投资,完全可以从节约能源所获收益中得以补偿。可以根据建筑的功能、地理位置等选择围护结构隔热,利用材料的热惰性加强墙体的蓄热性,以增加围护结构向室内传热的延迟时间,将室内表面最高温度出现时间与建筑使用时间错开。

3.3充分利用可再生能源

实现对可再生资源的最大化利用是建筑绿色设计中重要措施之一,在以太阳能、风能和潮汐能为代表的各种清洁无污染能源的利用之下,建筑就自然而然的实现了节能减排的目的,最近几年,随着科学技术的进步,太阳能的功能得到了更为普遍的应用和推广,这种能源集美观性、实用性、成本低、无污染等各种优点于一身,光和热在太阳能的使用之下都不成问题。人们的日常生产生活离不开电力,我们可以利用太阳能发电,为发电机提供动力,将太阳能的自然光用来室内照明和路面照明,可以实现对冷水的加热,所以自然能源可以更好地节约资源,保护环境。例如:太阳能供暖利用太阳能转化为热能,通过集热设备采集太阳光的热量,再通过热导循环系统将热量导入至换热中心,然后将热水导入地板采暖系统,通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现。春夏秋季可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。

3.4立体绿化和建筑设计相结合

就目前来讲,城市发展中面临的主要问题之一就是人均土地资源占有量不足,建筑物的密度过大超出了城市的承受能力,这不仅不能够促进城市的发展与进步,反而会阻碍城市的持续性发展和快速进步,对此,将立体绿化与建筑设计相结合是改变这种现状的根本举措,例如,可以在建筑物的顶部建造花园,并种植花草等具有观赏性的植被,一方面缓解了热岛效应,另一方面可以发挥欣赏价值。

4结束语

总结全文,绿色建筑旨在引导人在日常生活中时时刻刻与自然和谐相处,与自然共同发展,建筑行业赋予建筑设计以绿色、环保理念也是大势所趋,因为绿色设计不但能节约能源资源,而且能够保护自然生态环境,顺应了低碳环保理念,在我国推广建筑绿色设计更是势在必行。因此,在建筑的实际设计与施工中,我们要加强对绿色设计的重视,不断提升绿色设计在建筑设计中的地位和比例,创新设计,实现建筑工程与自然的和谐与统一,做好建筑的结构设计,使用先进的无污染的施工材料,保证建筑的设计与施工质量,并促进建筑行业的可持续发展。

作者:黄帆 单位:秦皇岛市建筑设计院

第四篇:建筑整体节能设计与绿色建筑分析 

据统计,我国是每年建筑数量增长速度最快的国家,同时也是碳排放比重较高的国家之一,我国每年新增建筑能源年消耗量占据总能耗的三分之一左右。具体到大型商业建筑,其用电量及能耗消耗量是普通建筑的十几倍。因此,大型商业建筑整体节能设计普遍受到社会各界关注。

一、大型商业建筑能耗基本概况

进入新的发展时期后,我国大型商业建筑,如商场、写字楼、大型酒店宾馆等在规模上不断增加,商业建筑在面积上已经占据了我国建筑总面积的30%。大型商业建筑的能耗来源主要是动力系统、空调系统、供水系统及照明系统等,结合2010年我国建筑节能的相关研究报告显示,商业建筑中空调系统能源消耗占据其总能耗的50%-60%,而其运转设施设备,如电梯、照明等环节的能耗也占据了近50%左右的比例。从中可以看出,大型商业建筑如开展整体节能设计,具有极为广阔的节能前景。

二、大型商业建筑整体节能设计的方法措施

大型商业建筑节能应贯彻从里到外的节能设计,在外墙节能上可以采用轻集料材质的混凝土,设置棉保温层;在天窗及玻璃幕墙上,可以选用双层中空的玻璃;在建筑物的屋顶上,可以采用玻璃与保温金属板结合的方式,在玻璃天窗上设置釉点吸收太阳辐射。此外,需要注意的是,大型商业建筑的节能设计不能仅仅局限于建筑物外墙及其保温层的处理,而要涵盖建筑物内部及外部系统、地上及地下空间,实现大型商业建筑的整体节能设计。

(一)大型商业建筑空调系统的节能设计方法

1.空调系统自动控制

大型商业建筑空调系统的自动控制指的是建筑物的中央空调,通过将商业建筑的空调控制与建筑物的运行状况加以计算机联网,能够实现建筑物空调系统与其他建筑物设备的同步运行,在确保建筑物温湿度平衡的基础上,可以通过空调系统的自动控制,做到对能源的有效节约。大型商业建筑中央空调系统的自动控制涵盖了制冷供暖的主机控制、冷热水泵的控制、冷却井、塔的控制、附属设施,如空调机组及风机机组的控制等。

2.模糊变频控制

大型商业建筑模糊变频控制系统主要是针对建筑物的主机房及其各种能耗设施的节能控制。在商业建筑的空调系统能源消耗中,冷冻机房的能耗占比达到50%左右,因此,模糊变频控制技术应用于大型商业建筑节能设计中,其节能效果十分突出。

(二)大型商业建筑照明系统节能设计方法

1.照明自动控制

在建筑物能源消耗中,照明环节的能耗在建筑物电能总能耗中占比30%,因此,优化设计大型商业建筑的照明系统,可以很大程度上减少照明电能消耗。在照明自动控制上,主要是对建筑物的灯光启停进行智能调控,一方面保障建筑物照明满足照度要求,另一方面又能使建筑物灯光照明系统更加节能。在照明自动控制的实现方式上,主要是根据建筑物的照度需求,对建筑物灯光进行自动启闭,并合理调整照度强弱。

2.使用节能灯具

在建筑节能设计实践中证实,在不构成对建筑物照明效果影响的基础上,对建筑物灯具进行更换,选用节能灯具,能够极大地提升建筑物节能效果。涉及到大型商业建筑时,可以选用LED灯,荧光灯、T5灯具等,促进建筑物电能节约。此外,在商业建筑节能灯具的选择上,一定要严格挑选质量及安全性较好的灯具类型,以便减少灯具后期维保成本。

(三)大型商业建筑电气系统节能设计方法

1.提高建筑电力设备的质量

大型商业建筑中存在的无功功率较大的设施设备,外加各种谐波影响,会使大型商业建筑出现电能损耗现象。通过实践检验证明,提高建筑物电力设备质量,加装电力设备的改进装备,能够达到10-15%左右的节能率。而相应的建筑物电力的改进设备,可以在配电房中设置,安装便捷,不会对商业建筑各项功能的使用构成影响。

2.扶梯自控技术

大型商业建筑中扶梯众多,在扶梯的入口可以借助安装客流感应设备的形式对扶梯荷载进行感应,无人搭乘时可以自动停运。在扶梯的运输周期完成时,如无顾客搭乘,也可以进行自动停运。在扶梯的启动及停止过程中,要保持匀速,启动时缓慢增加速度,停止时逐渐减缓速度,以有效地保持电能,通过对扶梯采用自控技术,可以使建筑物达到20%-50%左右的节能效率。

3.电梯节能技术

在大型商业建筑节能设计中,电梯节能技术也是提高建筑物电能使用效率的重要技术措施,电梯节能主要借助变频调速器,对电梯的速度进行有效调节。此外,由于电梯在运行过程中,其对称重物块和电梯轿厢之间会产生机械能,通过将机械能收集储存到电梯变频电容中,可以借助能量转换器将这部分电能返回到电网系统中,从而达到电能节约的效果。经相关研究证实,大型商业建筑中电梯的运行速度设置的越快,建筑的楼层数量越多时,电梯的电能消耗就越少,相应的返回电量就越多。

三、大型商业建筑的发展趋势——绿色建筑

现阶段,在绿色建筑建设领域,我国中央及地方政府陆续出台了一些政策及法规,如《绿色建筑设计规范》等,对绿色建筑的设计重点、评价指标等进行了细化。作为大型商业建筑而言,由于其占据较大的占地面积,在建筑功能上趋于多样,各项能源消耗数量庞大,在建造大型商业建筑时,采用绿色建筑理念及设计方法势在必行。大型商业绿色建筑的基本要求包括以下几点:

(一)将建筑节能作为设计核心

在“四节一环保”理念提出后,绿色建筑设计得以较快发展,其突出特点就是更加强调土地、水源、材料及能源方面的合理优化,将节能设计作为绿色建筑的主要特征。大型商业建筑应在天窗、幕墙、采暖制冷系统等方面贯彻节能这一基本前提,将节能作为大型商业绿色建筑的设计核心。

(二)将低耗系统作为设计关键

大型商业绿色建筑是将可再生能源作为能耗系统设计的关键,如充分借助风能、地能及太阳能等,结合商业建筑的具体位置及功能,合理选用绿色建筑技术。在绿色建筑设计环节,各类能源循环系统的低耗设计是重中之重。现阶段研发使用的变频技术。变风量系统、节能照明灯具等,既有效降低了建筑能耗量,由改善了建筑的舒适程度。

(三)将绿色材料作为设计手段

绿色建筑秉承了促进能源、环境、居住者等各方的和谐持续发展理念,因此,在设计手段上通常采用绿色节能环保材料,以有效减少能源消耗。例如,选用具有防水、隔热、保温等多种功能于一体的建筑墙体材料,使用强度及标号较高的混凝土、安装具备温湿度调节及毒害射线屏蔽能力的新型玻璃等。

四、结语

大型商业建筑在我国建筑类型中的占比越来越高,在我国提倡节能减排的新的建筑发展阶段,作为大型商业建筑设计而言,一方面要分析其具体的能耗消耗占比情况,找出能源耗费较多的部位,另一方面要着重采用整体节能设计的方式,从建筑物的外观,到内部各个系统进行全方位的节能设计,使大型商业建筑逐步向绿色建筑转化发展。

作者:杜加明 单位:长春建筑学院